文/從飛，華東建筑設(shè)計研究院有限公司安徽分公司

在全面建成小康社會時代藍圖的規(guī)劃下，大力推進城市化進程已成為發(fā)展經(jīng)濟的不二舉措。在此基礎(chǔ)上，人防工程作為防空防災(zāi)的公共設(shè)施也需要進行快速且有效的更新。在貫徹“平戰(zhàn)兩用”的原則上，大力發(fā)展人防工程建設(shè)，探析人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點是很有其必要價值的。

1 人防工程的概述

人防工程的全稱是人民防空工程，最開始指代戰(zhàn)時供人民避難、生活及防護的特殊類建筑。但隨著社會生活的發(fā)展和國際形勢的變化，其功能由單一的戰(zhàn)時特殊建筑，更多地轉(zhuǎn)向為突出民用功能的日常建筑。新時期人防、工程建筑主要有單建式、復建式、坑道式和地道式四種建筑形式類型。人防工程建筑一般屬于附屬建筑，更多地依附于主體建筑存在。現(xiàn)代化建設(shè)的一般情況下，很少出現(xiàn)單獨作為主體建筑的情況。

2 人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵要點

2.1 人防工程結(jié)構(gòu)自身特點

人防工程由于自身所特有的時代賦值，但其主要的建筑形式并沒有產(chǎn)生劇烈的變動，仍保持為以防空地下室為最主要的重要結(jié)構(gòu)。新時期出于日常功用效能的考慮，防空地下室需要承擔比原先更大的負載，且城市化進程下土地面積進一步的區(qū)劃，共同決定地下的地理環(huán)境位置，與一般的僅用于儲存或停放功能為主的地下室使用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸不同。例如，防空地下室中梁、板、承重柱的尺寸都比單一功能的地下室的要大得多。結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮方便對功能進行由一般到戰(zhàn)時的轉(zhuǎn)化。這樣的變化不僅擴大了日常生活使用存儲的空間，也為后續(xù)增加戰(zhàn)時人防工程構(gòu)件提供可行空間。例如，戰(zhàn)時的多功能墻壁，開口和臨時支撐部件的增添。

在功能區(qū)的劃分上，防空地下室是有明確的配置要求區(qū)隔的。為了保障戰(zhàn)時人員的安全出入，專門配置有獨立的防毒通道、密閉門、洗消間和防護門。出于防備生化學武器流通方面的襲擊，特別有劃出除塵濾毒專門室的設(shè)計。在電氣系統(tǒng)上則安排了內(nèi)部自有的應(yīng)急系統(tǒng)、通風裝置和防爆裝置，其中會將柴油發(fā)電機進行建筑內(nèi)部設(shè)計，用來即時應(yīng)急的發(fā)電及能耗需求。

此外還可從消化防空武器爆炸載荷的影響，將防空地下室與一般地下室區(qū)分出來，這也是防空地下室的主要特點。防空地下室常規(guī)武器、核武器爆炸所產(chǎn)生的爆炸載荷和意外載荷有明顯的能量波動，且具有更大能量值和理論爆炸時間，其產(chǎn)出的空氣沖擊波將直接接觸人防工程結(jié)構(gòu)地面的突出部分。例如，突出地面的防空地下室的外墻、開放式設(shè)計屋頂?shù)牡叵率翼敯宓确雷o部位。而其他內(nèi)嵌式的結(jié)構(gòu)設(shè)計將受土壤及墻體壓縮帶來的影響。例如，有覆土的地下室外墻、室內(nèi)的墻壁及天花板、地板等。

2.2 人防工程的結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計

防空地下室的動力荷載計量一般用分割單元法單一整合計算的等效靜載法。核爆炸是一種極偶然態(tài)的超額負載，其大能量值、短爆炸時間、大載荷衰減常數(shù)等特點，致使在計算人防負荷整體的結(jié)果效能時，往往只計算一次。這是架構(gòu)在完全埋置防空結(jié)構(gòu)兩邊可承受的荷載理論相等的基礎(chǔ)上的。由于是作用于相反方向，此處可忽略結(jié)構(gòu)方式的橫向位移距離。

基于以上在選擇基本建筑材料時，鋼筋硂結(jié)構(gòu)構(gòu)件強度及屈服性可依據(jù)彈塑性工作階段數(shù)據(jù)進行適配。拿屋頂蓋、外墻及臨空墻等構(gòu)件來說，屈服狀態(tài)下呈現(xiàn)的裂紋狀態(tài)是能夠達到較高的荷載承受力的。利用屈服狀態(tài)下不同材料的不同性質(zhì)及屈服狀態(tài)下的荷載性能，可以有效地提高經(jīng)濟效益。

2.3 人防工程的結(jié)構(gòu)荷載強度設(shè)計

研究發(fā)現(xiàn)，載荷加速速率是材料荷載強度設(shè)計的重要影響因素。例如，在偶然的爆炸載荷下，人防工程結(jié)構(gòu)件受的急速變形的壓力值是一般標準實驗條件下的一千倍。對該情況下的構(gòu)件進行受力分析，可發(fā)現(xiàn)高荷載對應(yīng)高強度的同時，不改變原先構(gòu)件材料的基本性質(zhì)。這些有利因素在具體的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要在全面把控材料自身強度系數(shù)的基礎(chǔ)上通盤考慮。

地下的防空結(jié)構(gòu)對單一的構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計和屈服狀態(tài)下的裂紋不割裂進行判斷，只需要從強度這一個指標進行考察，是通過極限條件下頂點位移和屈服條件下頂點位移的比值來測算材料變形的極值。

3 人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計通則

地下室類型的人防工程設(shè)計需滿足區(qū)域行政和經(jīng)濟發(fā)展的雙重要求。對于防空地下室的選址，則必須要符合當?shù)爻鞘蟹揽展こ淌聵I(yè)建設(shè)的規(guī)章和要求。

在新的和平時期，結(jié)構(gòu)設(shè)計的頂層綱領(lǐng)上要體現(xiàn)出于區(qū)域生產(chǎn)生活環(huán)境服務(wù)的需要，其結(jié)構(gòu)要趨從于區(qū)域整體上的建筑風格和功能劃分等建筑標準，但始終要包括向戰(zhàn)時轉(zhuǎn)變的一個內(nèi)在結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯。例如，在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)強度設(shè)計應(yīng)在標準條件下，采用“強柱弱梁”、“強剪弱彎”的設(shè)計通則。

4 人防工程結(jié)構(gòu)類型選擇

4.1 傳統(tǒng)人防工程結(jié)構(gòu)類型

傳統(tǒng)人防工程的主要結(jié)構(gòu)由磚石和鋼筋砼兩個大類構(gòu)成。當上部結(jié)構(gòu)屬于磚砌體、石砌體和砌塊砌體的砌體結(jié)構(gòu)時，在設(shè)計中可根據(jù)實際情況選用鋼筋砼或磚石結(jié)構(gòu)。

4.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)選擇

一個有著良好的力學傳播效應(yīng)、清晰明朗的結(jié)構(gòu)才是一個好的設(shè)計結(jié)構(gòu)。但在設(shè)計中也要確保其有結(jié)構(gòu)的完整和功能的延展，要充分地在系統(tǒng)運行中貫徹“平戰(zhàn)兩用”的設(shè)計準則，由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性的好壞來擇優(yōu)選擇與其相適應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計方案。

5 結(jié)語

在貫徹“平戰(zhàn)兩用”的原則上，大力發(fā)展人防工程建設(shè)，探析人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要充分發(fā)揮其在新時代背景下的社會功能，在設(shè)計材料的選用及結(jié)構(gòu)整體設(shè)計要在兼顧總體良好系統(tǒng)運行邏輯的基礎(chǔ)上，確保它有足夠的完整性和功能上的延展性，最大程度做到以數(shù)據(jù)為導向、以材料為指標，以目的效益為設(shè)計成本控制，完成一個良好的兼顧生產(chǎn)生活的新時期好的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計。